某紡織廠供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上某紡織廠供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)一丶設(shè)計(jì)對(duì)象簡介變電所由主接線，主，高、裝置，和控制系統(tǒng)，所用電和，遠(yuǎn)動(dòng)和通信系統(tǒng)，必要的裝置和主控制室等組成。其中，主接線、主變壓器、高低壓配電裝置等屬于；繼電保護(hù)和控制系統(tǒng)、直流系統(tǒng)、遠(yuǎn)動(dòng)和通信系統(tǒng)等屬。主接線是變電所的最重要組成部分。它決定著變電所的功能、建設(shè)投資、運(yùn)行質(zhì)量、維護(hù)條件和供電可靠性。一般分為單母線、一個(gè)半接線和環(huán)形接線等幾種基本形式。主變壓器是變電所最重要的設(shè)備，它的性能與配置直接影響到變電所的先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)性和可靠性。一般變電所需裝23臺(tái)主變壓器；330 千伏及以下時(shí)，主變壓器通常采用三相變壓器，其容量按投入5 10年的預(yù)期選

2、擇。此外，對(duì)變電所其他設(shè)備選擇和所址選擇以及總體布置也都有具體要求。變電所繼電保護(hù)分系統(tǒng)保護(hù)（包括和母線保護(hù)）和元件保護(hù)（包括變壓器、及裝置保護(hù)）兩類。二丶原始資料 1.工廠負(fù)荷數(shù)據(jù)：工廠多數(shù)車間為2班制，年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)4600小時(shí)。工廠負(fù)荷統(tǒng)計(jì)資料見表1。設(shè)計(jì)需要考慮工廠5年發(fā)展規(guī)劃負(fù)荷（工廠負(fù)荷年增長率按2%）。 表1：化纖廠負(fù)荷情況表序號(hào)車間及設(shè)備安裝容量(kW)需要系數(shù)1紡練車間紡絲機(jī)2000.800.78筒絞機(jī)300.750.75烘干機(jī)850.751.02脫水機(jī)120.600.80通風(fēng)機(jī)1800.700.75淋洗機(jī)60.750.78變頻機(jī)8400.800.70傳送機(jī)400.80

3、0.702原液車間照明10400.750.703酸站照明2600.650.704鍋爐房照明3200.750.755排毒車間照明1600.700.606其他車間照明2400.700.75 2.供電電源請(qǐng)況：按與供電局協(xié)議，本廠可由16公里處的城北變電所（110/38.5/11kV），90MVA變壓器供電，供電電壓可任選。另外，與本廠相距5公里處的其他工廠可以引入10kV電纜做備用電源，但容量只能滿足本廠負(fù)荷的20%（重要負(fù)荷），平時(shí)不準(zhǔn)投入，只在本廠主要電源故障或檢修時(shí)投入。 3.電源的短路容量（城北變電所）：35kV母線的出線斷路器斷流容量為400MVA；10kV母線的出線斷路器斷流容量為35

4、0MVA。4.電費(fèi)制度：按兩部制電費(fèi)計(jì)算。變壓安裝容量每1kVA為18元/月，電費(fèi)為0.5元/ kW·h。 5.氣象資料：本廠地區(qū)最高溫度為38度，最熱月平均最高氣溫為30度。 6.地質(zhì)水文資料：本廠地區(qū)海拔60m，底層以砂粘土為主，地下水位為2 m。二設(shè)計(jì)內(nèi)容 1總降壓變電站設(shè)計(jì) （1）負(fù)荷計(jì)算 （2）主結(jié)線設(shè)計(jì)：根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書，分析原始資料與數(shù)據(jù)，列出技術(shù)上可能實(shí) 現(xiàn)的多個(gè)方案，根據(jù)改方案初選主變壓器及高壓開關(guān)等設(shè)備，經(jīng)過概略分析比較，留下23個(gè)較優(yōu)方案，對(duì)較優(yōu)方案進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算和分析比較，（經(jīng)濟(jì)計(jì)算分析時(shí)，設(shè)備價(jià)格、使用綜合投資指標(biāo)），確定最優(yōu)方案。 （3）短路電流計(jì)算：根據(jù)電氣

5、設(shè)備選擇和繼電保護(hù)的需要，確定短路計(jì)算點(diǎn)， 計(jì)算三相短路電流，計(jì)算結(jié)果列出匯總表。（4）主要電氣設(shè)備選擇：主要電氣設(shè)備的選擇，包括斷路器、隔離開關(guān)、互感 器、導(dǎo)線截面和型號(hào)、絕緣子等設(shè)備的選擇及校驗(yàn)。選用設(shè)備型號(hào)、數(shù)量、匯成設(shè)備一覽表。 （5）主要設(shè)備繼電保護(hù)設(shè)計(jì)：包括主變壓器、線路等元件的保護(hù)方式選擇和整定計(jì)算。 （6）配電裝置設(shè)計(jì)：包括配電裝置布置型式的選擇、設(shè)備布置圖。 （7）防雷、接地設(shè)計(jì)：包括直擊雷保護(hù)、進(jìn)行波保護(hù)和接地網(wǎng)設(shè)計(jì)。 2車間變電所設(shè)計(jì) 根據(jù)車間負(fù)荷情況，選擇車間變壓器的臺(tái)數(shù)、容量，以及變電所位置的原則考慮。 3廠區(qū)380V配電系統(tǒng)設(shè)計(jì) 根據(jù)所給資料，列出配電系統(tǒng)結(jié)線方案，

6、經(jīng)過詳細(xì)計(jì)算和分析比較，確定最優(yōu)方案。三丶接入系統(tǒng)設(shè)計(jì)1、計(jì)算廠總降壓變負(fù)荷 （1）.計(jì)算負(fù)荷方法 目前負(fù)荷計(jì)算常用需要系數(shù)法、二項(xiàng)式法、和利用系數(shù)法,前二種方法在國內(nèi)設(shè)計(jì)單位的使用最為普遍。此外還有一些尚未推廣的方法如單位產(chǎn)品耗電法、單位面積功率法、變值系數(shù)法和ABC法等. 常采用需用系數(shù)法計(jì)算用電設(shè)備組的負(fù)荷時(shí)，應(yīng)將性質(zhì)相同的用電設(shè)備劃作一組，并根據(jù)該組用電設(shè)備的類別，查出相應(yīng)的需用系數(shù)xK，然后按照表一給出的公式求出該組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷。 此設(shè)計(jì)采用的是需用系數(shù)法來對(duì)電力負(fù)荷計(jì)算的。用需要系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷都有如表2的通用公式：=2、設(shè)備的功率因

7、素 按照我國供電部門的規(guī)定，高壓供電的用戶必須保證功率因數(shù)在9.0以上，低壓供電的用戶必須在85.0以上。為了使用戶注意提高功率因數(shù)，供電部門還對(duì)大宗用電單位實(shí)行按戶月平均功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)的辦法。調(diào)整功率因數(shù)標(biāo)準(zhǔn)一般為85.0，大于85.0時(shí)給以獎(jiǎng)勵(lì)，低于85.0時(shí)便要增收電費(fèi)甚至罰款，功率因數(shù)很低時(shí)供電部門要停止供電。 (1).提高功率因數(shù)方法 1.通過適當(dāng)措施提高自然功率因數(shù)。提高自然功率因數(shù)可以通過合理選擇感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的容量、使用中減少感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的空載運(yùn)行、條件許可時(shí)盡量使用同步電動(dòng)機(jī)、以最佳負(fù)荷率選擇變壓器等方法達(dá)到目的。 2.并聯(lián)同步調(diào)相機(jī)。同步

8、調(diào)相機(jī)是一種專用于補(bǔ)償無功功率的同步電動(dòng)機(jī)，通過調(diào)節(jié)同步調(diào)相機(jī)的勵(lì)磁電流可補(bǔ)償供電系統(tǒng)的無功功率，從而提高系統(tǒng)的功率因數(shù)。同步調(diào)相機(jī)輸出無功功率為無極調(diào)節(jié)方式，調(diào)節(jié)的范圍較大，并且在端電壓下降10%以內(nèi)時(shí)，無功輸出基本不變，當(dāng)端電壓下降10%以上時(shí)，可強(qiáng)行勵(lì)磁增加無功輸出。但是，同步調(diào)相機(jī)補(bǔ)償單位無功功率造價(jià)高。每輸出1vark的無功功率要損耗0.5%3%的有功功率，基建安裝要求高、不易擴(kuò)建、運(yùn)行維護(hù)復(fù)雜，所以一般用于電力系統(tǒng)中的樞紐變電站及地區(qū)降壓變電站。 3.并聯(lián)適當(dāng)?shù)撵o電電容器。并聯(lián)電容安裝簡單、容易擴(kuò)建、運(yùn)行維護(hù)方便，補(bǔ)償單位無功功率的造價(jià)低、有功損耗小（小于0.3%），因此

9、廣泛用于工廠企業(yè)及民用建筑供電系統(tǒng)中。3、動(dòng)力支路負(fù)荷計(jì)算   在采用需要系數(shù)法進(jìn)行動(dòng)力支路負(fù)荷計(jì)算時(shí)，應(yīng)將計(jì)算范圍內(nèi)的用電設(shè)備分組，分別進(jìn)行各個(gè)組內(nèi)的負(fù)荷計(jì)算并將計(jì)算結(jié)果相加得到總的計(jì)算負(fù)荷，然后根據(jù)用電設(shè)備的臺(tái)數(shù)和容量的大小以及用電設(shè)備的性質(zhì)乘以一個(gè)同時(shí)系數(shù)，得到計(jì)算結(jié)果。   每個(gè)組內(nèi)的負(fù)荷計(jì)算可以采用通用計(jì)算公式進(jìn)行，動(dòng)力支路的負(fù)荷計(jì)算采用下式進(jìn)行：在使用上述公式時(shí)要注意： 1.分組的原則：用電設(shè)備的性質(zhì)相同、功率因數(shù)相同、需要系數(shù)相同的分一組。 2.有功、無功同時(shí)系數(shù)的概念和數(shù)值是不同的，通常對(duì)于同一組用

10、電設(shè)備組無功同時(shí)系數(shù)的值比有功同時(shí)系數(shù)要大。通常情況下有功同時(shí)系數(shù)的范圍(0.80.97)、無功同時(shí)系數(shù)范圍(0.81.0)。4、各車間的負(fù)荷計(jì)算 （1）.紡練車間：全廠負(fù)荷的計(jì)算：     計(jì)算全廠的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，總的計(jì)算負(fù)荷要小于每個(gè)用電負(fù)荷加起來的和，我們?cè)谕ǔＧ闆r下取的全部用電負(fù)荷之和的95%。取全部用電負(fù)荷之和的90%，這樣在一定程度上就避免了大馬拉小車情況的發(fā)生,提高了運(yùn)行效率,符合了經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)、生活的需要。 因此，本次課程設(shè)計(jì)中的全廠計(jì)算負(fù)荷就為各個(gè)設(shè)備計(jì)算負(fù)荷之和的95%即： 全廠計(jì)算負(fù)荷=0.90(紡

11、練車間計(jì)算負(fù)荷+原液車間計(jì)算負(fù)荷+酸站照明計(jì)算負(fù)荷+鍋爐房照明計(jì)算負(fù)荷+排度車間計(jì)算負(fù)荷+其他車間計(jì)算負(fù)荷) 四丶車間供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)1、 變電所所址的選擇 變電所所址的選擇是否合理,直接影響供配電系統(tǒng)的造價(jià)和運(yùn)行。工廠變配電所所址的選擇,應(yīng)考慮以下原則: 1.盡量靠近負(fù)荷中心,以便減少電壓損耗、電能損耗和有色金屬消耗量。 2.節(jié)約用電,不占或少占耕地及經(jīng)濟(jì)效益高的土地。 3.與城鄉(xiāng)或工礦企業(yè)規(guī)劃相協(xié)調(diào),便于架空線路和電纜線路的引入和引出。 4.交通運(yùn)輸方便。 5.盡量避開污染源或選擇在污染源的上風(fēng)側(cè)。 6.應(yīng)考慮變電所與周圍環(huán)境、鄰近設(shè)施的相互影響。 7.盡量不設(shè)在低洼積水場所及其下方。 8.應(yīng)

12、遠(yuǎn)離易燃易爆等危險(xiǎn)場所。 2、車間變電所位置的確定 根據(jù)地理位置及各車間計(jì)算負(fù)荷大小，決定設(shè)立3個(gè)車間變電所，各自供電范圍如下： 變電所：紡煉車間、鍋爐房。 變電所：原液車間。 變電所：排毒車間、其他車間、酸站。 2、 變電所變壓器臺(tái)數(shù)的確定 1.確定原則 （ 1）.對(duì)于大城市郊區(qū)的一次變電所在中低壓側(cè)已構(gòu)成環(huán)網(wǎng)的情況下，變電所以裝設(shè)兩臺(tái)變壓器為宜。 （2）.對(duì)地區(qū)性孤立的一次變電所或大型工業(yè)專用變電所在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮裝設(shè)三臺(tái)變壓器。 （3）礎(chǔ)宜按大于變壓器容量的 12 級(jí)設(shè)計(jì)，以便負(fù)發(fā)展時(shí)，更換變壓器的容量。 2.選擇變壓器臺(tái)數(shù)時(shí),應(yīng)考慮以下因素: （ 1）.應(yīng)滿足用電負(fù)荷對(duì)供電的可靠性的要求

13、，對(duì)供有大量一、二級(jí)負(fù)荷的變電所，宜采用兩臺(tái)變壓器，以便當(dāng)一臺(tái)變壓器發(fā)生故障或檢修時(shí)，另一臺(tái)能對(duì)一、二級(jí)負(fù)荷繼續(xù)供電。 （2）.對(duì)于一級(jí)負(fù)荷的場所，鄰近又無備用電源聯(lián)絡(luò)線可接,或季節(jié)性負(fù)荷變化較大時(shí),宜采用兩臺(tái)變壓器。 （3）.是否裝設(shè)變壓器，應(yīng)視其負(fù)荷的大小和鄰近變電所的距離而定。當(dāng)負(fù)荷超過320KVA時(shí)，任何距離都應(yīng)裝設(shè)變壓器。 3.變壓器絕緣結(jié)構(gòu)的選擇 根據(jù)絕緣結(jié)構(gòu)方式不同，一般有礦物油變壓器、硅油變壓器、六氟化硫變壓器、干式變壓器及環(huán)氧樹脂澆變壓器等。 多層或高層主體建筑內(nèi)變電所，一般選用不燃或難燃型變壓器.在多塵或有腐蝕性氣體嚴(yán)重影響安全運(yùn)行的場所內(nèi)，應(yīng)選用防塵型或防腐型變壓器。 4

14、.變電所選擇一臺(tái)或兩臺(tái)變壓器各有其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)： 1. 選用兩臺(tái)變壓器的變電所，當(dāng)一臺(tái)變壓器發(fā)生故障或檢修時(shí)，另一臺(tái)能對(duì)一、二級(jí)負(fù)荷繼續(xù)供電。當(dāng)負(fù)荷大時(shí)候，兩臺(tái)變壓器又可以配合運(yùn)用。但是兩臺(tái)變壓器的投資比較大，一般小的變電所甚至承擔(dān)不起這樣的消耗,運(yùn)行損耗也比較大，它工作時(shí)候兩個(gè)鐵心同時(shí)運(yùn)行,這樣勢(shì)必增大了運(yùn)行成本。 2.選用一臺(tái)變壓器的變電所，當(dāng)變壓器發(fā)生故障或檢修時(shí)，那么將會(huì)出現(xiàn)全廠停電的嚴(yán)重情況，如果一級(jí)負(fù)荷遇到了停電情況,那么損失將會(huì)是無法估算的，因此一臺(tái)變壓器的供殿可靠性比較差，但是一臺(tái)變壓器的投資小、運(yùn)行損耗小，因?yàn)樘ぷ鲿r(shí)只要一個(gè)鐵心在工作，這樣勢(shì)必減少了運(yùn)行成本。 變電縮通常為了

15、生產(chǎn)、生活、用電等的需要，都會(huì)選用兩臺(tái)變壓器，因?yàn)樗膬?yōu)點(diǎn)太明顯了，而且非常的多。 4、變壓器容量的確定 .變壓器容量選擇時(shí)應(yīng)遵循的原則 1.只裝有一臺(tái)變壓器的變電所，變壓器的額定容量應(yīng)滿足全部用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的需要。 2.裝有兩臺(tái)變壓器的變電所，每臺(tái)變壓器的額定容量應(yīng)同時(shí)滿足以下兩個(gè)條件： a.任一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)滿足全部一、二級(jí)負(fù)荷的需要； b.任一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，宜滿足全部用電容量設(shè)備70%的需要。 3.變壓器正常運(yùn)行時(shí)的負(fù)荷率應(yīng)控制在額定容量的70%80%為宜，以提高運(yùn)行率。 五丶短路電流計(jì)算  工廠供電系統(tǒng)要求正常地不簡斷地用電負(fù)荷供電，以保證

16、工廠生產(chǎn)和生活的正常進(jìn)行。但是由于種種原因，也難免出現(xiàn)故障，而使系統(tǒng)的正常運(yùn)行遭到破壞。系統(tǒng)中最常見的故障就是短路。為了選擇切除短路故障的開關(guān)電器、整定短路保護(hù)的繼電保護(hù)裝置和選擇限制短路電流的元件等，也必須計(jì)算短路電流。 1、短路的種類及計(jì)算 （1）.短路：供電系統(tǒng)中不等電位的點(diǎn)沒有經(jīng)過用電器而直接相連通。 （2）類型：三相、兩相、兩相接地、單相、單相接地。 分對(duì)稱性短路和非對(duì)稱性短路。 = 最關(guān)鍵的兩個(gè)短路電流：最大短路電流-選擇設(shè)備、導(dǎo)線，最小短路電流-繼電保護(hù)裝置校驗(yàn) 短路的電壓與電流的相位差較正常時(shí)增大，接近于90

17、度。  單相短路只發(fā)生在中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)或三相四線制系統(tǒng)中。  其他：層間、層間短路。主要指電動(dòng)機(jī)、變壓器和線圈等。 造成短路原因：絕緣損壞、設(shè)備老化、使用不當(dāng)、外力作用、誤操作、鳥獸觸及等。 短路電流的計(jì)算見表7。六丶繼電保護(hù)配置 1、繼電保護(hù)的任務(wù) (1).供電系統(tǒng)需迅速地切斷故障，并保護(hù)系統(tǒng)無故障部分繼續(xù)運(yùn)行。 (2).當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)非正常工作狀態(tài)時(shí)，要給值班人員發(fā)出信號(hào)，使值班人員及時(shí)進(jìn)行處理，以免引起設(shè)備故障。 2、繼電保護(hù)裝置 繼電保護(hù)裝置使之能夠反映設(shè)備發(fā)射故障或不正常工作狀態(tài)而作用于開關(guān)跳閘或發(fā)出信號(hào)的自動(dòng)裝置，它是由各

18、種繼電器組成，繼電保護(hù)裝置與供電系統(tǒng)中注意提高預(yù)防事故或三相事故范圍來提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。 3、主變壓器保護(hù) 根據(jù)規(guī)程規(guī)定400kVA變壓器應(yīng)設(shè)下列保護(hù)； (1).瓦斯保護(hù) 防御變壓器內(nèi)部短路和油面降低，輕瓦斯動(dòng)作于信號(hào)，重瓦斯動(dòng)作于跳閘。 (2).電流速斷保護(hù) 防御變壓器線圈和引出線的多相短路，動(dòng)作于跳閘。 (3).過電流保護(hù) 防御外部相同短路并作為瓦斯保護(hù)及電流速斷保護(hù)的后備保護(hù)，動(dòng)作于跳閘。 (4).過負(fù)荷保護(hù) 防御變壓器本身的對(duì)稱過負(fù)荷及外部短路引起的過載。 4、35kV進(jìn)線線路保護(hù) ( 1).電流速斷保護(hù) 在電流速斷的保護(hù)區(qū)內(nèi)，速斷保護(hù)為主保護(hù)，動(dòng)作于跳閘。但電流速斷保護(hù)存在著一定的“死區(qū)”，約占線全長的20%。 ( 2).過電流保護(hù) 由